炼油转型化工现状及发展约束因素研究

刘立凤

关键词：炼油化工;化工工业;炼油控制技术

1炼油转型化工现状因素

1.1资源限制炼油产能快速增长

当前背景之下，我国“富煤、缺油、少气”的化石能源资源特征约束炼油产能的快速增长。我国炼油产能持续攀升，但原油成本占炼油成本的80%以上，原油价格对炼油毛利起决定性作用。限于我国化石能源资源特征，以及人类对能源“价格低廉、稳定供给、清洁环保”的终极需求，我国炼油产能的快速增长必将受到极大限制。炼油产能的持续增加推高石油对外依存度，进而给国家能源安全带来挑战。2018年我国原油对外依存度首次升破70%，预计2025年将达到75%，依靠进口原油发展国内炼油工业的方式严重影响我国能源安全，且极度不可持续。

1.2经济发展需要拉动化工产能增长

新兴行业和高性能材料潜力巨大。“十四五”期间，传统行业增速放缓，但新型城镇化和消费升级将拉动新兴消费领域强劲增长，将有效支撑高性能合成树脂、高性能合成橡胶、高性能合成纤维、功能膜材料、电子化学品以及其他高性能化工新材料的消费。化工产能持续高速增长，拉动化工轻油收率明显上升。据估计“十四五”期间乙烯和对二甲苯（PX）新建产能合计将达到5356万吨/年，约为同期的2倍。与此同时，化工轻油收率将从2019年的14%增长到2025年的23%。

1.3国家宏观调控炼油产能布局

国家战略调整石化行业发展路径和方式。国家发展与改革委员会发布《石化产业规划布局方案》提出重点建设大连长兴岛、河北曹妃甸、江苏连云港、上海漕泾、浙江宁波、福建古雷、广州惠州七大炼化产业基地。国务院办公厅印发《关于石化产业调结构促转型增效益的指导意见》，以压减落后炼化产能，提升石化行业整体竞争力。生态红线文件出台，绿色低碳成为发展新常态，将约束炼油行业的进一步发展，转型发展成中小炼油企业的选择路径。生态文明建设和生态环境保护工作在党的十九大报告中被提升到前所未有的战略高度。《环境保护法》《石油炼制工业污染物排放标准》《石油化学工业污染物排放标准》等法律法规、行业标准文件陆续出台，对炼油行业环保形成重压态势，资源约束性强、环境保障能力差的炼油企业将被迫出局或转型。炼化产能总量控制和布局优化是我国石化行业实现碳达峰、碳中和目标的有效路径。

1.4炼油总体产能过剩，向化工转型不可避免

炼油行业的供需结构性矛盾促使炼油向化工转型。随着经济发展和人口增长，石化产品呈现出巨大增长潜力，化工原料占石油消费的比例将逐步提升。国际能源署（IEA）预测到2030年全球化工原料占石油需求增长的比例将超过1/3，这一比例并将持续增长至50%。炼油向烯烃、芳烃等化工原料转型成为确定趋势。现阶段，我国炼油向化工转型仍处于初级阶段，炼厂一体化程度将逐步提升，产品结构逐步从油品向增产化工品转变[1]。原油最大化生产化工原料、原油直接蒸汽裂解生产化工原料是燃料型炼厂向一体化炼厂提升的两大主要途径。未来，中国石化企业将在本土直接参与国际竞争，成本高的炼化企业必然面临转型或淘汰。

2炼油转型化工中先进控制技术的应用

在国内外科技工作者的大力推进下，我国工业界开始大量开始应用先进控制技术，以提高企业的经济效益和生产技术水平。我国在炼油化工等领域开始应用先进控制技术，已有近百个成功应用实例，进一步推动和促进先进控制技术在我国的应用，以先进控制技术改造并加速传统产业的发展，提升传统产业生产技术水平，提高企业的经济效益至关重要，刻不容缓。

2.1先进控制在分子筛脱蜡过程中的应用

轻柴油中的“蜡”主要是指C5以上的正构烷烃，蜡含量高是制约轻柴油低温流动性的一个重要因素。液蜡中含有92%～98%的正构烷烃，是采用脱蜡的工艺方法从石油溜分中分离出来的。对于不同的原料和条件，脱蜡的工艺方法也有多种，如溶剂脱蜡、尿素脱蜡、分子筛脱蜡等[2]。典型的Molex装置主要分2个系统：吸附室系统和分馏系统，原料是精制煤油，产品是轻蜡，副产品是重蜡及抽余油。吸附室系统采用Molex工艺，通过模拟移动床进行等温等压液相吸附，用正戊烷、异辛烷作脱附剂，通过连续的吸附和脱附，得到正构的C10～C13烷烃。分馏系统中抽余液塔的作用是将脱附剂进行干燥处理，以便循环利用脱附剂。同时分离位于吸附室底部的物流，下一步进行塔顶全回流操作，具体流程为抽出液塔对塔底物流进行分离并除去污染物，回流罐集水包排出塔顶分离的水分。

2.2先进控制在重油催化裂化装置中的应用

作为炼油工业中最为广泛使用的技术之一的流态化催化裂化（FCC）技术是一种将重质油转化为轻质油的过程。由于此技术具有高原料适应性、高转化深度、低操作难度和高利用价值等优点，许多炼油企业已将其作为加工渣油的最重要方法。由于使用流态化催化裂化技术的生产工艺机理十分复杂，操作难度较大，且所需工艺参数强烈耦合，各流程操作的平稳协调程度将大大影响生产产品的质量、设备的收率、原料的消耗和装置的运转周期，甚至危及生产安全。因此，实现FCC的先进控制和过程优化是过程控制领域中富有挑战性的工作[3]。国内一些已经使用流态化催化裂化先进控制技术的炼油企业取得了不俗成效，并为流态化催化裂化技术的使用积累了宝贵经验。实践表明，使用流态化催化裂化技术时需根据生产要求、生产工艺及设备、使用原料和催化剂种类等合理选取控制目标，设计控制结构，针对实际情况灵活配对被控变量、扰动变量及操作变量，设计符合实际生产需要的工艺计算和软测量系统。

2.3先进控制在催化重整装置中的应用

近年来，由于世界各国环保意识的提升及对能源紧缺问题的重视，越来越多的国家选择使用高辛烷值汽油，这一选择致使原料芳烃和氢气的需求也随之增加，此现象极大地推动了催化重整技术的进步。全球催化重整生产能力迅速提升，在石化行业中占有越来越重要的地位。催化重整装置一般以高辛烷值汽油或高附加值芳烃为产品，是炼油厂中效益较好的装置之一[4]。目前，国外炼厂采用催化重整装置先进控制系统已较为普遍。投用先进控制可以提高产品辛烷值，提高目标产品收率，降低能耗，延长操作周期，产生显著的经济效益。国内也通过引进技术和科技攻关，在几套催化重整装置上实施了先进控制，取得了明显成效。

结束语：

综上所述，炼油向化工转型是一个重要议题，是过剩炼油能力实现可持续发展的重要推手，把握油转化天花板利于维护行业和保障国民经济稳定。行业层面需密切关注石化工业结构调整动向和程度，适度从宏观进行调控;微观层面相关企业应结合自身情况，选择适宜技术调整产品结构或调整发展方向。

参考文献：

[1]舟丹.我国炼油向化工转型仍处于初级阶段[J].中外能源，2021，26（06）：67.

[2]王红秋.我国炼油向化工转型现状与思考[J].化工进展，2020，39（11）：4401-4407.

[3]马安.中国炼油行业转型升级趋势[J].国际石油经济，2019，27（05）：16-22.

[4]韩峰.防止炼油产能“一窝蜂”向化工转型[J].中国石油和化工，2019（03）：26.